(二)、网络体系结构

一、网络体系结构的形成

计算机网络是个非常复杂的系统。相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行, 而这种“协调”是相当复杂的。 “分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

二、网络体系结构层次模型

网络体系结构:就是为了完成计算机间的通信合作,把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次,规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务。将这样的层次结构模型和通信协议统称为网络体系结构。

计算机网络体系结构中的三要素分别是——层次、协议、接口

  • 层次:通常将系统中能提供某种或某类型服务功能的逻辑构造成为层,每一层都由一些实体组成,能完成某一特定功能的进程或程序都可成为一个逻辑实体,同一层中包含的两个实体称为对等实体。
  • 协议:是指两个对等实体间完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。
  • 接口:相邻层之间进行信息交换的界面,下层通过接口向上层提供服务,上层通过接口使用下层的服务。

计算机网络系统采用层次化网络体系结构的优点:

  • 各层之间相互独立
  • 灵活性好
  • 结构上可分割开,各层都可以采用最合适的技术来实现。
  • 这种结构使得实现和调试一个庞大而复杂的系统变得容易控制和处理。
  • 有利于促进标准化工作,因为每一层的功能及其所提供的服务都有了精确的说明。

网络通信协议有三个要素:语法、语义和同步。

  • 语法——是指用户数据与控制信息的结构和格式;
  • 语义——是语法的含义,即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
  • 同步——即事件实现顺序的详细说明。
三、OSI参考模型

准互联网系统架构由三层 互联网的三层体系结构_学习


第一层:物理层。物理层是OSI分层结构体系中最重要、最基础的一层,它建立在传输媒介基础上,实现设备之间的物理接口。物理层关注在一条通信信道上传输原始比特,只需确保当一方发送了比特1时,

第二层:数据链路层。数据链路层在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,将一个原始的传输设施转变成一条没有漏检传输错误的线路,使得发送方发送的数据帧在信道上无差错地传输,同时为其上面的网络层提供有效的服务。在这一层,数据的单位称为帧frame;典型的协议包括SDLC,HDLC,PPP,Stp等;常见的网络设备——二层交换机、网桥工作在该层上。

第三层:网络层。网络层也称为通信子网层,用于控制通信子网的操作,是通信子网与资源子网的接口。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能要经过很多通信子网,网络层的任务就是解封数据链路层收到的帧,提取数据包,并选择合适的网间路由和交换结点,确保数据包即时传送。其中数据包中封装有网络层包头,含有逻辑地址信息、源站点和目的站点地址的网络地址。在这一层,数据的单位称为数据包或分组packet;典型的协议包括Ip,IPX,RIP等;常见的网络设备——路由器、具有路由功能的三层交换机工作在该层上。

第四层:传输层。传输层是真正的点到点,即主机到主机的层,它自始至终将数据从源端携带到接收方。传输层获得下层(网络层)提供的服务包括:发送和接受正确的数据块分组序列,并用其构成传输层数据;获得网络层地址,包括虚拟信道和逻辑信道。传输层向上层(会话层)提供的服务包括:无差错的有序的报文收发;提供传输连接;进行流量控制。在这一层,数据的单位称为数据段segment;典型的协议包括TCP,UDP,Spx等;常见的网络设备——传输网关工作在该层上。

第五层:会话层。管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话,一次连接就称为一次会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步,以便在系统崩溃之后还能恢复到崩溃之前的状态继续运行。

第六层:表示层。表示层以下的五层关注的是如何传递数据位,而表示层关注的是所传递信息的语法和语义。不同的计算机可能有不同的内部数据表示法,为了让这些计算机能够进行通信,表示层会对上层(应用层)的数据或者信息进行变换,以保证一个主机应用层的信息可以被另一个主机的应用程序所理解。表示层的数据转换包括数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据的加密/压缩/格式转换等。

第七层:应用层。应用层直接面对用户的具体应用,它包含用户应用程序执行通信任务时所需要的协议和功能,应用层为操作系统或者网络应用程序提供了访问网络服务的接口。常见的应用层协议的有:超文本传输协议(该协议为浏览器程序访问因特网中其它主机中web页面提供了基本的网络访问服务接口。)、FTP,DNS等。

四、TCP/IP协议

准互联网系统架构由三层 互联网的三层体系结构_OSI_02

五、TCP/IP模型与OSI模型的比较
TCP/IP模型与OSI模型有着很多共同点:
  • 两者都以协议栈概念为基础,并且协议栈中的协议彼此相互独立。
  • 两个模型功能大致相同,都采用了层次结构,存在可比的传输层和网络层,但不是严格意义上的一一对应。
两者的不同点:
  • OSI模型的最大贡献在于明确区分了3个概念:服务、接口和协议;而TCP/Ip模型并没有明确区分服务、接口和协议,因此OSI模型中的协议比TCP/IP模型中的协议有更好的隐蔽性,当技术发生变化时OSI模型中的协议相对更容易被新协议所替换。
  • OSI模型在协议发明之前就已经产生了,而TCP/IP模型则正好相反:先有协议,TCP/IP模型只是已有协议的一个描述而已,这导致协议和模型结合得非常完美,能够解决很多实际问题,如异构网的互联问题。
  • 两者在无连接和面向连接的通信领域有所不同:OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但是传输层只支持面向连接的通信;TCP/IP模型在网络层只支持一种模式(无连接),但是在传输层同时支持两种通信模式。

问题:
为什么采用tcp/ip模型而不采用OSI模型:
解决:CSDN
答案:虽然OSI模型比较完美,但以我们目前的技术来说,并有没有办法来实现它,反观tcp/ip虽然有缺点,但对于我们目前的使用来说,并无大碍。